贵州省黔东南州交通运输局重建办
摘要：边坡问题涉及到多个领域，是最常见的工程地质问题，边坡失稳灾害预测涉及地质、气象和水文等较多领域，但是现有的人工数据处理方法无法满足复杂信息处理需求，因此必须应用多层次方法对空间数据进行分析。本文将GIS信息集成技术应用于边坡失稳灾害预测预警评价研究，体现出数据空间分析和信息显示的强大功能，提供了可靠的技术平台。
关键词：边坡失稳；灾害预测；信息技术
随着经济建设的发展，环境问题也日益突出，边坡失稳问题成为现今工程建设中的主要难题。很多地区的地质结构较为复杂，信息量较大，在工程选址、结构规划、灾害防治等方面都面临着较大的困难，通常会遇到地质灾害问题。边坡失稳引起的滑坡和崩塌问题都为工程建设、经济效益和社会安全等带来较大的威胁。针对边坡失稳这一重要灾害类型，需要认识到其分布广、发生频率高、运动速度快的特点，及时对该类问题进行预测研究，降低地质灾害发生的几率。随着科学技术的发展，GIS技术被应用于边坡失稳灾害预测预警研究中，很大程度上提高了灾害评估的现代化水平和工作效率，实现了分散信息资料的共享，灾害预测的准确性得到提高，评价周期缩短，为灾害防治服务奠定了坚实的基础。
1 边坡失稳灾害预测预警评价的技术路线
GIS地理信息系统是一种分析和处理大量地理数据的重要技术，在数据采集、数据存储、数据分析和数据应用的过程中构建的数字化系统。现已被广泛应用于环境评价、交通安全和区域发展规划等领域中，近年来该项技术取得了举世瞩目的成就，成为多方向的研究领域。
结合实际区域内的地质状况，在变形敏感地带和应力集中区域构建完善的监测系统，采集资料后及时对地形、地质构造、水文、植被和地质岩组等进行准确的分析，同时判断降雨量、斜坡类型对地质变化的影响，将与评价预警研究因素筛选出来，构建边坡灾害的评价体系，及时反映出灾害现状，在分析动态特征的基础上建立预测数学模型。
应用数学模型分析边坡地质灾害问题的通过时，与GIS技术相结合，评价边坡问题引起的多种可能的地质灾害，对边坡稳定性的现状进行分析，同时做出可靠的趋势预测，构建评价体系，结合大量的边坡工程数据，为地质灾害的治理设计提供依据，边与开展灾害防治。之后借助SUPERMAP软件和面向对象的VB.NET程序语言, 采用模块化设计的方法，结合区域内地质特征，设计出科学的边坡预警系统，通过实例对系统的可靠性和正确性进行验证。
将边坡失稳灾害多发的位置作为重点研究对象，在资料调研和现场勘测的过程中完善各项数据，实现信息的数字化，构建GIS空间数据库，同时明确各种信息属性，选取正确的评价因素，在此基础上，构建符合地区特征的评价模型，结合实例获得区域内的评价结果，并对系统的正确性进行验证。图1为总体技术路线。
2 灾害预测预警系统设计
2.1系统需求分析
将地质灾害多发地区作为研究对象，需要结合实际区域内的地质构造和降雨等情况，为了避免边坡失稳造成较大的经济损失和严重的人员伤亡，需要构建出可靠的灾害预测预警系统，实现地质信息的监测和管理，对边坡失稳问题进行评价和预测，为研究人员提供研究决策。GIS技术不断完善的过程中，3DGIS、OpenGIS、 WebGIS等也获得了广泛的应用，组件GIS技术的发展一定程度上降低了技术应用的门槛，系统的应用效率得到提高。
2.2系统设计目标和原则
系统应用效益与多种因素相关，设计人员需要明确设计目标，以完善系统功能，保证结构完整，能适用于多种环境。预测预警系统需要实现以下目标：①系统结构必须合理，符合应用需求；②系统拥有良好的交互界面，可以与管理者的思维方式和工作方式相契合，同时实现操作的灵活性；③系统具有GIS软件设计的基本功能，例如绘图、数据查询等，系统管理者拥有相应的权限，同时也可以为决策者提供有利的依据；④系统可以对边坡失稳问题进行精确到位的评价，在结合不同应用模型的过程中，为管理者提供决策信息，保证管理效率得到提高；⑤系统具有良好的维护功能，系统内部的空间数据库和属性特性都必须实现常用操作，例如信息更新和删除；⑥系统可以为用户提供相应的输出功能，应用分析预测的方法整合多种图表数据，便于不同管理者之间相互交流[1]。
预测预警系统设计需要遵循以下几项原则：
第一，经济性。系统开发过程中积极应用模块化设计方法，结合行业规定，提高系统内部程序的可移植性和重复利用性。系统开发的过程中尽可能简化工作项目，便于降低系统维护的复杂程度，节省人力。
第二，实用性。系统的使用者为具备一定计算机知识的用户，同时尽可能满足计算机知识储备不足的用户，也要保证交互界面的友好性和方便性。
第三，科学性和可靠性。系统开发过程中应用已有的科学技术，遵循科学规律，降低错误率，提高安全性的同时，发挥更丰富的功能。
第四，可扩展性。充分考虑到管理者的需求，系统中数据信息不断增加的过程中，必须实现数据添加功能，便于信息完善和功能扩展。
2.3 B/S架构的应用
B/S即为浏览器和服务器相结合的结构，在互联网技术不断发展的过程中，客户端和服务器的结构得到一定程度的优化，诞生了B/S结构体系，在该种体系下，用户可以借助可靠的浏览器完成工作任务的提交，服务器接受任务，对信息进行处理后及时返回到用户端。信息在浏览器端需要借助逻辑系统实现，客户端计算机设备的载荷得到简化，降低了系统升级和系统维护方面的成本。因此B/S架构成为全新的软件系统结构技术，成为软件设计的重要开发结构[2]。
信息系统研究过程中，B/S结构可以应用于任何需要实现操作的过程，不需要安装专门的软件系统，用户可以借助相应计算机实现各项操作，客户端的维护频率也会降低。系统应用过程中成本较低，用户可以有更多的选择，同时服务器和浏览器之间不需要应用专门的通信设备，只要应用网线连接即可。目前，浏览器成为计算机系统中的标准配置。随着科学技术的发展，用户对灾害评价系统提出的要求也在不断提高，软件系统的升级时间逐渐缩短，以B/S结构为基础的产品体现出更大的优势，系统的维护工作不会受到分支数量和用户规模的影响，人间维护和升级的费用逐渐降低，用户端的操作逐渐简单化。将B/S结构的软件安装在服务器上，服务器中存储了大量的数据，为了降低服务器载荷，可以选用多台备用数据库存储服务器。
2.4数据库研究
信息技术不断发展的过程中，数据库技术成为独立的发展体系，演变为计算机数据处理和信息系统管理过程中重要组成部分，实现了对大量存储信息的分析和处理，数据可以实现共享，降低了数据存储过程中冗余度，信息的安全性得到提高，便于用户搜索。
针对信息系统而言，数据的采集、处理、分析、存储和传递等过程是最重要的环节，关系着整体系统的应用效益。在边坡失稳问题分析过程中，数据库系统的建立也成为重点[3]。
地理数据分析过程中，需要将数据分为矢量和栅格两种乐行，不同类型的数据都有特定的存储空间和对应的属性特征，数据信息不同的属性特征都需要借助不同的数据结构来表达，因此在数据库系统设计过程中需要重点考虑数据的基本特征。
边坡稳定性预测预警系统中数据库设计，需要从数据库编码设计、空间数据库设计和属性数据库设计方面着手，一般就量空间数据库存储在SuperMap Objects客户端，将属性数据库存储在服务器端的SQL Server软件中。
3 结束语
边坡稳定性评价一般都是结合实际借助定性评价方法，较少应用定量评价方法。本文将GIS技术应用于边坡失稳自安还预测预警信息系统研究中，以B/S为基础，提出了重要的设计方法，具有一定的技术优势，可以为相关领域的研究提供借鉴依据。
参考文献：
[1]赵尚毅,郑颖人,张玉芳等.极限分析有限元法讲座--Ⅱ有限元强度折减法中边坡失稳的判据探讨[J].岩土力学,2014,26(2):33.
[2]李云,刘霁.基于B/S架构的边坡失稳灾害预测及应用[J].中南大学学报（自然科学版）,2013,44(7):297.
[3]张科,曹平,刘紫曜等.不同条件下三维边坡失稳规律的数值模拟[J].中国有色金属学,2011,21(11):249.
论文作者:杨光云
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/5
标签：灾害论文; 系统论文; 过程中论文; 数据论文; 评价论文; 信息论文; 结构论文; 《基层建设》2016年7期论文;